5.1 从托勒密到开普勒思维激活图 5-1-1 “卧看牵牛织女星”，盛夏季节，银河高悬，明亮的牛郎、织女星隔河遥相呼应，如图 5-1-1 所示，你知道牛郎、织女星是静止的还是运动的吗？它们围绕地球旋转吗？ 提示 从以前学过的运动学知识可知，运动是绝对的，一切物体都在不停地运动，牛郎、织女星也在按照一定的规律运动，但并不绕地球转动.所有天体都沿着固定的轨道、遵循一定的规律运动.开普勒为我们揭示了其中的奥秘.自主整理一、托勒密集古代天文学研究之大成宇宙以地球为中心，外边围绕着月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星，然后是恒星天和最高天这样“九重天”，所有行星和太阳、月球都有本轮和均轮，而且均轮都是偏心圆.二、哥白尼迎来了科学的春天波兰天文学家哥白尼认为太阳是宇宙中心，地球和其他行星都绕太阳转动的学说，又称“日心地动说”或“日心体系”. 限于当时的科学发展水平，哥白尼学说也有缺点和错误，这就是：把太阳视为宇宙的中心.实际上，太阳只是太阳系的中心天体，不是宇宙中心；沿用了行星在圆轨道上的匀速运动的旧观念，实际上行星轨道是椭圆的，运动也不是匀速的.三、第谷的眼睛和开普勒的头脑（1）第谷的观测 第谷是丹麦的天文学家，而且还是一位出色的观测家，他用了三十年的时间观测、记录了行星、月球、彗星的位置.第谷本人虽然没有准确描绘出行星运动的规律，但他所记录的数据为后人的研究提供了坚实的基础.（2）开普勒认真整理了第谷的观测资料，在哥白尼学说的基础上又迈进了一步，抛弃了圆轨道的说法，提出了著名的开普勒三大定律.四、开普勒三定律（1）轨道定律：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于所有椭圆的一个公共焦点上.（2）面积定律：对于每一颗行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.（3）周期定律：所有行星轨道半长轴的立方跟公转周期的平方的比值都相等.用公式表示为23TR=k 或者为32322131TRTR.其中 R 为椭圆轨道的半长轴，T 为公转周期，k 是与行星无关的常量.开普勒三定律同样适用于卫星绕行星的运动，只是比值 k 的大小有所不同.高手笔记1.开普勒三定律是针对行星绕恒星转动的规律，但卫星绕行星的运动也符合开普勒三定律.12.在23TR=k 中，R 为椭圆的半长轴，但在有些计算问题中，由于椭圆很接近于圆，故半长轴可认为是圆的半径.3.行星的运动符合能量守恒定律，它们离太阳近时半径小，速度大，向心力也大；离太阳远时半径大，速度小，向...
